En este artículo, exploraremos las averías más habituales que pueden presentarse en una instalación solar térmica y cómo solucionarlas. De esta manera, podrás identificar los problemas en tu sistema y tomar medidas para mantenerlo en óptimas condiciones.
Las instalaciones de energía solar térmica son cada vez más comunes y efectivas para reducir la factura energética y contribuir al cuidado del medio ambiente. Sin embargo, como cualquier sistema, pueden presentar averías y fallos que reduzcan su eficiencia. Entre las averías más comunes de las instalaciones de energía solar térmica se encuentran fugas en el circuito del fluido caloportador, acumulación de sedimentos, fallos en los sensores, problemas con la bomba, problemas con el intercambiador de calor… Te invitamos a seguir leyendo para saber más.
Averías más habituales que suele presentar la instalación solar térmica
Table of Contents
- Fugas en el circuito del fluido caloportador: Las fugas pueden presentarse debido a la corrosión de los componentes del sistema, la mala calidad del material de las tuberías o los daños en las juntas de las conexiones. Una fuga en el circuito puede provocar una disminución de la eficiencia del sistema y en casos extremos, la pérdida total del fluido caloportador.
- Acumulación de sedimentos: La acumulación de sedimentos en los tubos del sistema solar térmico puede reducir su eficiencia y aumentar la posibilidad de obstrucciones. Los sedimentos pueden provenir del agua que se utiliza en el sistema o de la corrosión de los componentes.
- Fallos en los sensores: Los sensores pueden fallar debido a la suciedad, la mala calidad del material o la exposición prolongada a condiciones climáticas extremas. Un fallo en los sensores puede impedir que el sistema funcione correctamente y provocar una reducción en su eficiencia.
- Problemas con la bomba: Los problemas con la bomba pueden deberse a problemas eléctricos, fallos en las conexiones o la obstrucción de las tuberías. Si la bomba no funciona correctamente, el fluido caloportador no circulará correctamente y la eficiencia del sistema disminuirá.
- Problemas con el intercambiador de calor: Los problemas con el intercambiador de calor pueden deberse a la acumulación de sedimentos o corrosión. Un intercambiador de calor dañado o obstruido puede provocar una reducción en la eficiencia del sistema.
- Estancamiento: se refiere a la condición en la que el fluido caloportador (generalmente agua con anticongelante) deja de circular por el circuito primario debido a una ausencia de caudal. Esto puede ocurrir por diferentes motivos, como por ejemplo una falla en la bomba que circula el fluido o una obstrucción en las tuberías. Debido a la relevancia de la situación de estancamiento para el buen funcionamiento de la instalación solar térmica, se va a dedicar un apartado específico en este artículo a ello más adelante.
Es importante realizar revisiones y mantenimiento periódico para detectar y prevenir posibles averías en la instalación solar térmica. En caso de averías, es recomendable contactar a un técnico especializado para una revisión y reparación adecuada.
Algunas evidencias sobre este tipo de averías en instalación solar térmica
A continuación indicamos algunos ejemplos de lo que un usuario podría notar en caso de que su instalación solar térmica presente alguna de las averías que mencioné:
- Fuga en el circuito de agua: El usuario podría notar que la presión del agua es más baja de lo normal y que la temperatura del agua caliente disminuye gradualmente. Además, podría observar que hay humedad alrededor de la instalación o que hay manchas de agua en la pared o el techo cerca del equipo.
- Acumulación de sedimentos en el depósito de almacenamiento: El usuario podría notar que el agua caliente tiene un color sucio o marrón y que el sabor del agua ha cambiado. También podría haber una disminución en la temperatura del agua.
- Obstrucción en el circuito de agua: El usuario podría notar una disminución en la presión del agua caliente y podría escuchar ruidos de gorgoteo provenientes de la instalación. Además, podría haber una disminución en la temperatura del agua caliente.
- Fallo en la bomba: El usuario podría notar que el agua caliente no fluye a través del circuito y que la temperatura del agua no aumenta. También podría haber un ruido anormal proveniente de la instalación.
- Fuga en los paneles solares: El usuario podría notar que hay humedad alrededor de los paneles solares y que hay manchas de agua en la pared o el techo cerca del equipo. Además, podría haber una disminución en la temperatura del agua caliente y una disminución en la presión del agua.
Soluciones a las averías habituales en la instalación de solar térmica
Obviamente, ante una posible avería, debe realizarse un diagnóstico por parte de un profesional acreditado y experimentado, pero habiendo avisado esto podría decirse que algunas posibles soluciones técnicas para las 5 incidencias mencionadas son:
Bajo rendimiento de la instalación solar térmica:
- Comprobar el estado de los tubos, limpiarlos o cambiarlos si es necesario.
- Verificar que los paneles solares térmicos estén correctamente orientados hacia el sol y que no haya sombras que los cubran.
- Asegurarse de que la bomba circuladora y el regulador de temperatura estén funcionando correctamente y ajustarlos si es necesario.
- Revisar el estado de la caldera auxiliar y ajustarla si es necesario.
Agua caliente de color oscuro o sucia:
- Limpiar o reemplazar el colector solar si está obstruido o sucio.
- Comprobar y ajustar el nivel de anticongelante en el circuito de la instalación, ya que una cantidad insuficiente de anticongelante puede causar la oxidación de los componentes del sistema.
- Verificar el estado del intercambiador de calor y reemplazarlo si es necesario.
- Llevar a cabo una limpieza del sistema mediante la técnica del “flushing”(*) para eliminar impurezas y sedimentos.
(*) Técnica del Flushing o “purgado”
La técnica de flushing o purgado es un proceso que se lleva a cabo en las instalaciones solares térmicas con el objetivo de limpiar y eliminar impurezas de los conductos y tuberías que forman parte del circuito hidráulico del sistema. Esta técnica es especialmente importante en las instalaciones solares térmicas porque el agua circulante en el circuito puede contener partículas y elementos que pueden obstruir o dañar los componentes del sistema, reducir su eficiencia y, en última instancia, provocar averías.
El proceso de flushing se realiza mediante la inyección de agua a alta presión en el circuito hidráulico, lo que ayuda a eliminar las impurezas y los sedimentos que se hayan acumulado en los conductos y tuberías. Es recomendable llevar a cabo esta operación al menos una vez al año para asegurarse de que el sistema funcione correctamente y se mantenga en buen estado de conservación.
Es importante destacar que el proceso de flushing debe ser llevado a cabo por un profesional con experiencia en instalaciones solares térmicas para garantizar que se realice de manera adecuada y segura. Además, es conveniente que se realice en conjunción con una revisión y mantenimiento completo del sistema, para asegurarse de que todas las piezas y componentes estén en buen estado y puedan funcionar de manera óptima.
Falta de agua caliente:
- Comprobar el nivel del agua en el depósito de almacenamiento y rellenarlo si es necesario.
- Verificar el correcto funcionamiento de la bomba circuladora y el regulador de temperatura, ajustándolos si es necesario.
- Comprobar el correcto funcionamiento de la válvula de seguridad, el termostato y la sonda de temperatura.
Fugas en la instalación:
- Localizar la fuga y repararla.
- Reemplazar las piezas dañadas o desgastadas si es necesario.
- Comprobar y ajustar el nivel de anticongelante en el circuito de la instalación, ya que una cantidad insuficiente de anticongelante puede causar la oxidación de los componentes del sistema.
Problemas con la bomba circuladora:
- Verificar el correcto funcionamiento de la bomba y reemplazarla si es necesario.
- Comprobar y ajustar el nivel de anticongelante en el circuito de la instalación, ya que una cantidad insuficiente de anticongelante puede causar daños en la bomba.
- Verificar el estado del termostato y la sonda de temperatura, ya que un mal funcionamiento de estos componentes puede afectar el correcto funcionamiento de la bomba.
Operaciones fundamentales de mantenimiento de la instalación solar térmica para evitar averías
Las instalaciones solares térmicas generalmente requieren un mantenimiento mínimo, pero es importante asegurarse de que el sistema funcione correctamente y eficientemente durante su vida útil. Algunas operaciones de mantenimiento que se pueden realizar son:
- Limpieza periódica de los paneles solares: La suciedad, el polvo y los residuos pueden acumularse en la superficie de los paneles solares, lo que reduce su eficiencia. Por lo tanto, es recomendable limpiar los paneles solares periódicamente para mantener su rendimiento óptimo.
- Comprobar y ajustar el nivel de líquido del circuito de transferencia de calor: El líquido que circula a través de los paneles solares y el intercambiador de calor puede evaporarse o perderse con el tiempo, por lo que es importante comprobar y ajustar el nivel del líquido regularmente.
- Verificación del sistema de tuberías y bombas: El sistema de tuberías y bombas debe ser revisado regularmente para detectar fugas o problemas de obstrucción.
- Mantenimiento del sistema de almacenamiento de agua caliente: Los tanques de almacenamiento de agua caliente deben ser limpiados regularmente y protegidos contra la corrosión.
- Comprobar los componentes eléctricos y electrónicos: Los controladores y sensores del sistema deben ser comprobados periódicamente para asegurarse de que están funcionando correctamente.
Es importante seguir las recomendaciones del fabricante y/o de un técnico especializado en el mantenimiento de sistemas solares térmicos para garantizar un rendimiento óptimo y una vida útil prolongada del sistema.
El estancamiento y la importancia del buen diseño de la instalación para evitarlo
¿Qué es el estancamiento?
El estancamiento en una instalación solar térmica se produce cuando no hay circulación de fluido térmico en el circuito primario. Esto puede ocurrir por diferentes motivos, como un corte eléctrico en el edificio, el disparo de una protección eléctrica, o un diseño inadecuado del circuito primario.
El estancamiento puede llevar a temperaturas extremas en los captadores solares térmicos y en el fluido térmico, lo que puede dañar el sistema y reducir su vida útil. Para evitar el estancamiento, es necesario realizar un diseño adecuado del circuito primario y tomar medidas de seguridad, como la elección de la posición adecuada de la bomba, la válvula antirretorno y el vaso de expansión, la purga de aire del circuito, la elección del captador adecuado, la correcta inclinación de la parte hidráulica, y la utilización de un sistema de control sencillo y fiable.
Tipos de estancamiento en las instalaciones térmicas solares y por qué se producen
Existen diferentes tipos de estancamiento en una instalación solar térmica, como el estancamiento con fluido térmico, el estancamiento con captador vacío, el estancamiento con vaciado rápido y el estancamiento con vaciado lento.
Es importante conocer los diferentes tipos de estancamiento y sus causas para poder diseñar una instalación que pueda soportarlos y evitarlos.
Estancamiento con fluido térmico
Este tipo de estancamiento se produce cuando hay una ausencia de circulación de fluido térmico en el circuito primario de la instalación solar térmica. Esto lleva a que el fluido que contienen los captadores alcance temperaturas superiores a los valores habituales de funcionamiento, generalmente inferiores a 100°C. Si esta situación persiste en el tiempo, los captadores solares térmicos pueden deteriorarse.
Estancamiento con captador vacío
Este tipo de estancamiento se produce cuando se deja un captador vacío inclinado orientado al sur. En esta situación, el captador alcanza la temperatura de estancamiento dada por el fabricante en la placa de características, que suele ser en la mayoría de los casos superior a 200°C.
Estancamiento con vaciado rápido
Este tipo de estancamiento se produce en instalaciones solares térmicas con un esquema de primario diseñado para que el estancamiento sea de vaciado rápido. En esta situación, la ausencia de circulación de fluido térmico (parada de primario) lleva a una situación de estancamiento, caracterizada porque la temperatura en los captadores solares térmicos supera los valores habituales de funcionamiento.
Estancamiento con vaciado lento
Este tipo de estancamiento se produce en instalaciones solares térmicas con un esquema de primario diseñado para que el estancamiento sea de vaciado lento. En este caso, el estancamiento se produce de forma gradual, lo que permite que el fluido térmico se enfríe antes de alcanzar temperaturas críticas.
Diseños que se deben realizar para que la instalación pueda soportar los diferentes tipos de estancamiento
Es importante tener en cuenta que los estancamientos pueden ser inevitables en algunas situaciones, como cortes eléctricos o disparos de protecciones eléctricas. Por ello, es importante realizar pruebas de seguridad en condiciones de estancamiento del circuito primario para comprobar que no se produzca pérdida del fluido térmico y que la presión no supere los límites de seguridad establecidos. En caso de que se produzca un estancamiento, es importante que el sistema esté diseñado para que el fluido térmico no se escape del circuito primario y que se evite la entrada de aire en el mismo.
- Es necesario que el estancamiento sea de “vaciado lento”.
- En el caso de instalaciones con intercambiador de placas externo, no es necesaria la válvula antirretorno en el circuito primario, mientras que en el secundario se recomienda una válvula de 2 vías paso recto para impedir recirculaciones parásitas nocturnas o en caso de sombras o nubes.
- La configuración del primario queda de forma tradicional con el vaso en la aspiración (siempre y cuando no se instale válvula antirretorno).
- Es crítico prestar atención a la posición de las tomas de entrada y salida del secundario en el depósito solar.
- La posición tanto de la toma de entrada como de salida del secundario en el depósito solar se instalarán en la parte inferior del acumulador: la de salida en la parte inferior y la de entrada si es posible, a menos de un cuarto de la altura del depósito.
Soluciones en el diseño para evitar que se produzca el estancamiento
- Se sugiere la instalación de sistemas basados en aerotermos y otros sistemas que necesiten energía eléctrica para funcionar: estos sistemas pueden ayudar a evitar el estancamiento al consumir la energía térmica excedente y evitar que se acumule en el circuito primario.
- Se recomienda la instalación de disipadores de calor estáticos: estos dispositivos permiten disipar el calor excedente del circuito primario al ambiente, evitando así el estancamiento. Se pueden instalar en la cubierta del edificio o en una estructura independiente.
- En el caso de estancamiento rápido, se menciona la posibilidad de parar la bomba del circuito primario: esta medida puede ayudar a evitar que el calor se acumule en el circuito primario y se produzca el estancamiento.
- Se proporciona un esquema de primario diseñado para evitar el sobrecalentamiento del acumulador: esquema que consiste en una configuración de válvulas que permite el paso del fluido térmico hacia el acumulador solo cuando la temperatura del mismo es inferior a un valor determinado. De esta forma, se evita el sobrecalentamiento del acumulador y se reduce el riesgo de estancamiento.
- En el caso de instalaciones con más de 4 captadores, se deben respetar algunas buenas prácticas en el diseño del esquema DrainBack para evitar problemas de funcionamiento: se recomienda que el esquema DrainBack tenga una pendiente mínima del 2% y que se instale una válvula de retención en la tubería de retorno del circuito primario. Además, se sugiere que la tubería de retorno tenga un diámetro mayor que la tubería de ida para evitar la formación de burbujas de aire en el circuito primario.
Esquema DrainBack
Un esquema DrainBack es un tipo de instalación solar térmica que utiliza un circuito cerrado de fluido térmico (generalmente agua) que se vacía automáticamente de los paneles solares cuando la temperatura del fluido supera un cierto umbral. Este sistema evita los problemas de estancamiento y sobrecalentamiento que pueden ocurrir en otros tipos de instalaciones solares térmicas. En este esquema cuando la temperatura del fluido térmico en los paneles solares supera un cierto umbral, una bomba de vaciado se activa y el fluido térmico se vacía automáticamente de los paneles solares y se almacena en un depósito de almacenamiento. De esta manera, se evita que el fluido térmico se sobrecaliente y se produzca el estancamiento. El sistema Drainback es considerado intrínsecamente seguro cuando está bien diseñado y ejecutado. Además, al ser un circuito cerrado que utiliza agua como fluido térmico, no es necesario utilizar anticongelantes y se evitan los problemas de degradación del propilenglicol.
Bibliografía
A continuación proporcionamos bibliografía sobre las cuestiones tratadas en este artículo, con fecha de publicación de los últimos 10 años:
- “Manual de energía solar térmica” de la Agencia Andaluza de la Energía (2013)
- “Guía técnica para la instalación y mantenimiento de sistemas solares térmicos en edificios” del Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE) (2014)
- “Energía solar térmica en edificios” de Fernando García y Ana Reyes Rodríguez (2017)
- “Diseño de sistemas de energía solar térmica” de Jordi Cortina Jané y Víctor Parra Díaz (2016)
- “Evaluación técnico-económica de la aplicación de sistemas solares térmicos en instalaciones hospitalarias” de Ricardo Guerrero-Lemus, Guillermo Enrique Villarreal-González y Julio César Cruz-Morales (2014)
- “Sistemas solares térmicos para la producción de agua caliente sanitaria y climatización de piscinas” de M. Salgado, J. F. Callejón y E. Guinea (2015)
- “Evaluación energética y económica de la implantación de sistemas solares térmicos para la generación de ACS en viviendas unifamiliares” de P. Fernández-Ramos, R. Chacartegui y F. Jurado (2012)
- “Estudio experimental y teórico de un colector solar térmico de aire” de D. Sánchez Sánchez, E. Sánchez Gómez y F. M. Fernández Sánchez (2014)
- “Optimización de sistemas solares térmicos en base a la regulación de la circulación de fluido en el circuito primario” de L. A. Garibay-Orijel, J. P. Ramos-Morales y R. Hernández-López (2019)
- “Guía técnica de Energía Solar Térmica” del Instituto para la Diversificación y Ahorro de la Energía (IDAE) (2020)
- Fundamentos de Energía Solar para ACS y Climatización. ISBN: 978-84-95010-54-4. DTIE 8.04 Energía Solar. Casos Prácticos. ISBN: 978-84-95010-35-3. Capítulo 9. Estudio de Casos. Simón Aledo Vives
Es importante realizar revisiones y mantenimiento periódico para detectar y prevenir posibles averías. Si se presenta alguna avería, es recomendable contactar a un técnico especializado para una revisión y reparación adecuada. Como expertos en instalaciones de energía solar térmica, en Prointer podemos brindar asesoramiento y soluciones efectivas para mantener el óptimo funcionamiento de estos sistemas. Si quieres saber más, estaremos encantados de hablar contigo: 96 665 16 15 / 96 665 16 16 o info@prointer.es
